Uu接口RRC协议深度分析.doc

Uu接口RRC信令消息分析目录Uu接口RRC信令消息分析 11 RRC协议简介 31.1 Uu接口协议栈简介 31.2 RRC层功能实体 51.3 RRC的功能 81.4 RRC协议状态 92 RRC基本过程消息分析 102.1 RRC连接管理过程 122.1.1 System information Broadcast(系统信息的广播) 122.1.2 Paging type1(寻呼类型1) 142.1.3 RRC连接建立 152.1.4 RRC connect release 172.1.5 UE Capability information(UE性能信息的传输) 192.1.6 UE Capability Enquiry 202.1.7 Initial Direct Transfer(初始直接传输) 212.1.8 Downlink Direct Transfer 212.1.9 Uplink Direct Transfer 222.1.10 UE dedicated paging(UE专用寻呼) 232.1.11 Security Control(安全模式控制) 232.1.12 Signalling connection release Indication(信令连接释放指示) 252.1.13 Signalling Connection Release(信令连接释放) 262.1.14 Counter Check(计数器检查过程) 272.2 RB Control Procedure(无线承载控制过程) 282.2.1 Signalling Radio bearer(信令无线承载) 282.2.2 Radio Bearer setup 292.2.3 Radio bearer reconfiguration 302.2.4 Radio bearer release 312.2.5 transport channel reconfiguration 322.2.6 physical channel reconfiguration 332.2.7 重配置过程注意事项： 342.2.8 重配置消息的接收 342.2.9 UE不支持的配置或物理信道失败 352.2.10 Transport format combination control(传输格式组合控制) 363 未知的，不可预见的和错误协议数据的处理 383.1.1 违背ASN.1或编码错误 383.1.2 未知或不可预见的消息类型 383.1.3 接收到未经请求的消息 382.3.3.b 未知的关键消息扩展 393.1.4 未知或不可预见的信息元素值，强制性信息元素 393.1.5 条件信息元素错误 393.1.6 未知或不可预见的信息元素值，条件信息元素 403.1.7 未知或不可预见的信息元素值，可选信息元素 403.1.8 非期望的非紧急的消息扩展 404 消息和信息元素功能性定义和内容 414.1 IE标记 414.2 RRC消息协议扩展 424.2.1 非关键扩展 424.2.2 关键扩展 434.3 各类RRC消息IE功能定义 434.3.1 CN常见IE 434.3.2 UTRAN mobility IE 444.3.3 UE IE 444.3.4 Radio Bearer Information elements 465 消息和信息元素抽象语法（ASN.1） 486 消息传送语法 496.1 编码的RRC消息的结构 496.1.1 基本生产（Basic production） 496.1.2 扩展（Extension） 496.1.3 填充（Padding） 497 协议定时器、计数器和其它参数 507.1 UE定时器 507.2 UE的计数器 527.3 UE常量和参数 527.4 UE变量 537.5 SRB 0的RB信息参数 548 参考文档 559 缩略语 551 RRC协议简介1.1 Uu接口协议栈简介1． 无线接口Uu协议栈水平方向主要分为接入层、非接入层；竖直方向分为控制面和用户面。

控制面的接入层分为3层，分别是物理层L1，数据链路层 L2-MAC/ RLC，网络层L3-RRC；控制面非接入层L3包含信令MM/CC/SM/GMM等用户面接入层分为2层，分别是物理层L1，数据链路层L2-MAC/RLC/PDCP/BMC；非接入层是用户数据，包括语音、多媒体、数据文件、短消息等Uu接口协议栈如图1-1所示2． 物理层通过业务接入点SAPs与层二的MAC子层和层三的RRC子层连接，物理层提供不同的传输信道到MAC层，MAC层通过不同逻辑信道给高层提供服务 传输信道特性由无线接口上传输信道物理特性进行描述， 逻辑信道特性由传输消的不同类型描述， 物理信道特性在FDD制式中由码域、 频域确定，上行还有IQ相位L2层的PDCP和BMC子层仅存在于用户面 L3层的RRC子层仅处于控制面的接入层，RRC是L2层的接口，终结在Utran； 其它的如MM/CM/SM/GMM等高层信令属于非接入层 无线接口层三描述仅仅限于Utran部分的RRC子层3． 各子层间通过基于对等实体通信的业务接入点SAPs连接 RRC与MAC之间，RRC与L1之间的连接是控制服务；在RRC与RLC之间，RRC与PDCP之间，RRC与BMC之间也都分别存在控制SAPs；每层都通过服务原语向高层提供服务。

业务定义为低层提供给上层的一组业务原语控制业务允许RRC子层控制本地的低层业务，控制业务在C-SAP处提供，C-SAP原语可以穿过一个或多个子层 原语业务SAP主要分为3类General Control(GC)—通用控制, Nt(Notification)—通知, DC(Dedicated Control)—专用控制等MAC与RLC层之间原语MAC-通用名-类型MAC与RRC层之间原语CMAC-通用名-类型RLC与RRC层数据传输之间原语 RLC-通用名-类型RLC与PDCP层之间原语 RLC-通用名-类型RLC与RRC层控制之间原语CRLC-通用名-类型Uu接入层以上的原语UUS-通用名-类型PDCP与非接入层之间的原语PDCP-通用名-类型PDCP与RRC层之间的原语CPDCP-通用名-类型BMC与高层之间的原语BMC-通用名-类型BMC与RRC层之间BMC控制的原语CBMC-通用名-类型物理层PHY与MAC层之间原语PHY-通用名-类型物理层PHY与RRC层之间原语CPHY-通用名-类型图1 Uu接口协议栈1.2 RRC层功能实体无线资源控制层L3-RRC层包括路由功能实体(RFE)，广播控制功能实体(BCFE)，寻呼及通告功能实体(PNFE)，专用控制功能实体(DCFE)，共享控制功能实体(SCFE)，传输模式实体(TME)等。

RRC层的功能实体描述如下：l 路由功能实体(RFE) 处理高层消息到不同的移动管理/连接管理实体（UE侧）或不同的核心网络域（UTRAN侧）的路由选择l 广播控制功能实体(BCFE) 处理广播功能该实体用于发送一般控制接入点（GC-SAP）所需要的RRC业务BCFE能使用低层透明模式接入点（Tr-SAP）和非确认模式接入点（UM-SAP）提供的服务l 寻呼及通告功能实体(PNFE) 控制寻呼处于空闲模式的UE该实体用于发送通告接入点（Nt-SAP）所需要的RRC业务能使用低层Tr-SAP和UM-SAP提供的服务l 专用控制功能实体(DCFE) 处理特定的一个UE的所有功能该实体用于发送专用控制（DC-SAP）所需要的RRC业务根据发送的消息和当前UE服务状态，DCFE可使用低层Tr-SAP和UM/AM-SAP提供的服务l 共享控制功能实体(SCFE) 控制PDSCH 和PUSCH的分配该实体使用低层Tr-SAP和UM-SAP提供的服务SCFE用于TDD模式下，协助专用控制功能实体l 传输模式实体(TME) 处理RRC层内不同实体和RLC提供的接入点之间的映射图1给出了UE端的RRC模型，图2a和2b给出了UTRAN端的RRC模型图2 UE侧 RRC模型图3 UTRAN 侧 RRC 模型 (DS-MAP 系统)图4 UTRAN 侧 RRC 模型 (DS-41系统)1.3 RRC的功能RRC执行以下功能：l 广播由非接入层（核心网）提供的信息l 广播与接入层相关的信息l 建立、维持及释放UE和UTRAN之间的一个RRC连接l 建立、重配置及释放无线承载l 分配、重配置及释放用于RRC连接的无线资源l RRC连接移动功能l 控制所需的QoSl UE测量的报告和对报告的控制l 外环功率控制l 加密控制l 慢速动态信道分配(TDD)l 寻呼l 初始小区选择和重选l 上行链路DCH上无线资源的仲裁l RRC消息完整性保护l 定时提前（TDD模式）l CBS控制1.4 RRC协议状态RRC连接定义为在UE和UTRAN之间的RRC对等实体之间的点对点的双向连接，并以U-RNTI标识。

每个UE有零个或一个RRC连接RRC层向上层提供信令连接以支持与上层之间的信息流交换信令连接是一个在用户设备和核心网之间传输上层信息的确认模式链路对每个核心网域，最多只能同时存在一个信令连接UE的连接模式也叫UE的RRC状态，反映了UE连接的级别以及UE可以使用哪一种传输信道UE有两种基本的运行模式空闲模式和连接模式 上电开始UE就停留在空闲模式下，CN通过非接入层标识如IMSI TMSI或P-TMSI等标志来区分UE， UTRAN不保存空闲模式UE的信息仅能够寻呼一个小区中的所有UE或同一个寻呼时刻的所有UE 当UE 完成RRC 连接建立时UE 才从空闲模式转移到连接模式CELL_FACH或CELL_DCH状态 当RRC连接释放时UE从连接模式转移到空闲模式1. CELL_DCH状态CELL_DCH状态有如下特征1) 在上行和下行给UE分配了一个专用物理信道2) 根据UE当前的活动集可以知道UE所在的小区3) UE可以使用专用传输信道下行/上行共享传输信道或这些传输信道的组合UE进入CELL_DCH状态有如下2种方法(1) UE在空闲模式下，在专用行道上建立RRC连接，UE从空闲模式进入CELL_DCH状态。

2) UE处于CELL_FACH状态下使用公共传输信道， 通过信道切换后使用专用传输信道，UE从CELL_FACH状态进入到CELL_DCH状态2. CELL_FACH状态CELL_FACH状态具有如下特征1） 没有给UE分配专用传输信道2） UE连续监听一个下行FACH信道3） 为UE分配了一个默认的上行公共信道或上行共享传输信道（例如RACH）， 使之能够在接入过程中的任何时间内使用4） UE的位置在小区级为UTRAN所知，具体为UE最近一次发起小区更新时报告的小区在CELL_FACH状态下，如果数据业务在一段时间里未被激活，UE将进入CELL_PCH状态，以减少功率的损耗，并且当UE暂时脱离CELL_PCH状态执行小区更新，更新完成后如果UE和网络侧均无数据传输需求，它将返回CELL_PCH。